【手続補正書】
【提出日】平成18年10月25日(2006.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  互いに測定方向に移動可能な２つの対象物の相対位置の決定のための光学的位置測定装置において、
ａ）両対象物の一方と結合した少なくとも１つの周期的測定目盛（２．２；１２．２；２２．２）と、
ｂ）他方の対象物と結合した走査ユニット（１；１１；２１）とを備え、
走査ユニットは、
ｂ１）光源（１．１；１１．１；２１．１）と、
ｂ２）少なくとも１つの走査目盛（１．４；１１．４ａ；１１．４ｂ；２１．４）と、
ｂ３）検出器平面内の検出器配列（１．５；１１．５；２１．５）とを備え、検出器配列は、光源（１．１；１１．１；２１．１）から発せられる光束の相異なる目盛との相互作用から得られる周期的縞模様の走査のための感光性の複数の検出器要素（Ｄ１、・・・・Ｄ２０）から成り、その際検出器平面は、検出器配列に入る前に最後に光束が通過した目盛から距離Ｚn 離れて配設されかつ距離Ｚn は次の関係、即ち
１／Ｚn ＋１／ＺQ ＝１／〔（ｎ＋η）×ｄVTO 〕
から得られ、その際
ＺQ ：周期的縞模様の実光源点又は虚実光源点から検出器配列に入る前に最後に光束が通過した目盛までの距離、ｎ＝０、１、２、３、・・・・
η：検出器配列に入る前に最後に光束が通過した目盛で相異なる方向に現れる周期的縞模様の３６０°の分数の位相差であり、その際少なくともｎ＞０又はη≠０が選択されかつ０＜η＜１、ｎ＋η≠０、ＺQ ≠０、かつ
ｄVTO ＝（ＴＰeff ×∩Vernier ）／λ、
ＴＰeff ：検出器配列に入る前に最後に光束が通過した目盛で生じ、充分な強度を有する０次及び±１次の回折の方向を正しく描く走査配列の有効な目盛周期、
λ＝使用される光源の光波長、
∩Vernier ：検出器配列に入る前に最後に光束が通過した目盛の個所での周期的縞模様の周期
であることをことを特徴とする前記光学的位置測定装置。
【請求項２】  その際検出器要素（Ｄ１〜Ｄ２０）が、測定方向（Ｘ）においてブロック状に互いに隣接して配設され、その際少なくとも２つのブロック（Ｂ１、・・Ｂ５）が設けられておりかつブロック（Ｂ１、・・Ｂ５）当たりそれぞれｋ個の個々の検出器要素（Ｄ１〜Ｄ２０）が、距離β×∩Vernier の内方に配設されており、ここにβ＝（ＺQ ＋Ｚn ）／ＺQ かつその際検出器要素（Ｄ１〜Ｄ２０）は、更に、各ブロック（Ｂ１、・・Ｂ５）の隣接した検出器要素（Ｄ１〜Ｄ２０）から走査の際に３６０°／ｋだけ位相のずれた走査信号（Ａ0 、Ａ 90 、Ａ 180、Ａ270 ）が得られるよう配列さていることを特徴とする請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項３】  同位相の出力信号を発する相異なるブロック（Ｂ１・・・Ｂ５）の検出器要素（Ｄ１・・・・Ｄ２０）が相互に接続されている、請求項２に記載の光学的位置測定装置。
【請求項４】  隣接した検出器平面の間の距離ｄVTのために、
ｄVT＝β×ｄVTO 
が適用され、ここにβ＝（ＺQ ＋Ｚn ）／ＺQ である、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項５】    ＺQ ＝∞かつβ＝１のコリメート照明が設けられる、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項６】    ＺQ ≠∞かつβ≠１のコリメート照明が設けられる、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項７】    η＝０かつｎ＞０が選択される、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項８】    η≠０かつｎ＝０、１、２、３、・・・が選択される、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項９】  走査ユニット（１）が、走査目盛周期ＴＰA の走査目盛（１．４）を備えた透明な走査板（１．３）を有し、その結果光源（１．１）から発せられる光束が、先ず走査目盛（１．４）を通り、それから測定目盛周期ＴＰM の反射する測定目盛（２．２）上に現れ、そこで反射が、走査板（１．３）の方向に行われ、反射した光束は、走査目盛（１．４）に隣接した走査板（１．３）を通過しかつ検出器平面内の検出器配列に達する、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項１０】走査ユニット（１１）が、走査目盛周期ＴＰA の走査目盛（１．４）を備えた透明な走査板（１１．３）を有し、その結果光源（１１．１）から発せられる光束が、先ず走査目盛（１１．４ａ）の第１部分領域に達し、それから測定目盛周期ＴＰM の反射する測定目盛（１２．２）上に現れ、そこで反射が、走査板（１．３）の方向に行われ、反射した光束は、走査目盛（１１．４ａ）の第２部分領域に現れ、検出器平面内の検出器配列（１１．５）に達する前に、走査目盛（１１．４ａ）の第２部分領域を透過する、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【請求項１１】走査ユニット（２１）が、透明な走査板（２１．３）を有し、透明な走査板は測定目盛周期ＴＰA の反射する走査目盛（２１．４）を有しかつ測定目盛周期ＴＰM の同様に構成された反射する測定目盛（２２．２）に面しており、その結果光源（２１．１）から発せられた光束が、まず走査目盛（２１．４）に隣接する走査板（２１．３）を透過し、そこで走査目盛（２１．４）の方向への反射が行われ、そこから測定目盛（２２．２）の方向への反射は、走査板（２１．３）の方向への反射が行われかつ反射光束が走査目盛（２１．４）に隣接する走査板（２１．３）を透過しかつ検出器平面で検出器配列（２１．５）に達する前に、行われる、請求項１に記載の光学的位置測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
更に検出器平面の光学的位置の認識において、相異なる構造的な条件を考慮して幾分のフレキシビリティが生じる。そのように例えば、検出器配列をそれぞれ最後に通過された目盛の直後に配置することは最早無条件に必要ではない。本発明によれば同様な場合に充分に良好な変調された走査信号を供給する、検出器要素の配列の他の可能性を与えることが認識された。それによって最終的に、同時に高い信号コントラスト又は高い変調度を実現する、非常にコンパクトに構成される走査ユニットを実現するという可能性が得られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【実施例】
本発明による光学的位置測定装置の第１実施例を次に図１及び２に基づいて説明する。この際図１には結像光学的位置測定装置が、図式的側面図で示されている。光学的位置測定装置は、実質的に走査ユニット１と、測定目盛２．２及び目盛支持体２．１を備えた測定尺２とから成る。走査ユニット１と測定尺２とは、互いの相対位置が決定されるべき互いに移動可能な２つの対象物と結合している。例えばその際数値制御される工作機械における工具と工作物とが対象とされる。図示の実施例において、走査ユニット１と測定尺２とは、互いに測定方向Ｘに移動可能であり、その際Ｘは図平面に対して垂直に向けられている。走査された測定目盛２．２は、交互に測定方向Ｘに配設されていてその縦軸線がＹ方向に向けられた反射する部分領域と反射しない部分領域とを備えた測定目盛２．１上の公知の反射光インクリメンタル目盛から成る。測定目盛２．２の目盛周期ＴＰM として測定方向Ｘにおける反射しない部分領域の幅に加えて反射する部分領域の幅が理解される。走査された測定目盛２．２は、従ってこの実施例では純粋の振幅格子として形成されており、目盛周期ＴＰM は、ＴＰM ＝２０．００μｍとして選択され、部分領域−目盛周期−比は、τ、即ち測定方向Ｘにおける目盛周期に対する反射する部分領域の幅の比は、τ＝０．５になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図２の図示から同様に認められるように、相異なるブロックＢ１〜Ｂ５の同一の検出器要素Ｄ１〜Ｄ２０は、互いに接続され又は出力側で伝導的に結合されて、位相の等しい出力信号又は部分走査信号を供給する。最終的にそのように得られる走査信号Ａ0 、Ａ 90 、Ａ 180及びＡ270 は、出力側で公知の形式及び方法で処理される。このために検出器配列１．５の両縦側には、接触領域が設けられ、接触領域を介して、発生した走査信号Ａ0 、Ａ 90 、Ａ 180及びＡ270 が取り出されることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ｍ1 ＝０、１、２、３、・・・・・
ｍ2 ＝０、１、２、３、・・・・・
一方図示の実施例において、全部で４つの位相のずれた出力信号Ａ0 、Ａ 90 、Ａ 180及びＡ270 が検出されかつ処理される場合、本発明の領域内で、検出器要素の数及び若しくは幅又はブロック当たりの相互の間隔を変えることは勿論可能であり、その結果例えば１２０°だけ位相のずれた、更に処理等され得る３つの走査信号が得られる。同様に検出器配列において使用される検出器要素を備えたブロックの数を考慮して、勿論変形可能性が存在する。この形式及び方法で、従って、多くの位相のずれた走査信号が発生され、また走査信号の間の相応した位相関係が調整され得る。他の位相位置の検出器要素と接続されて配設されたある位相位置の多数の接続された検出器要素によって、いわゆる「単一フィールド走査」（Ｅｉｎｆｅｌｄａｂｔａｓｔｕｎｇ）が、副尺縞模様の走査の際にも行われる。そのような単一フィールド走査では、測定目盛の走査された同一の領域から走査信号の位相のずれた全ての信号部分が得られる。測定目盛の局部的な汚れは、それによって全ての信号部分に対して実質的に同様であり、汚れた個所での補間誤差は生じない、即ち実質的に正確な測定システムが得られる。類似の利点は、場合によっては目盛誤差についても挙げられる。各単一フィールド走査の質は、発生した副尺周期に依存する。副尺周期が小さければ小さい程、それだけ位相のずれた全ての信号部分への目盛不正確又は汚れに基づく前記誤差は、均等になる。従ってそのような位置測定装置の寸法では、相応した検出器配列による小さい副尺周期を走査するように努められる。